CN115135789A - 无取向性电磁钢板用钢板 - Google Patents

无取向性电磁钢板用钢板 Download PDF

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Abstract

提供一种如下的无取向性电磁钢板用钢板：含有：C：0.0040％以下、Si：1.9％以上3.5％以下、Al：0.10％以上3.0％以下、Mn：0.10％以上2.0％以下、P：0.09％以下、S：0.005％以下、N：0.0040％以下、B：0.0060％以下；剩余部分由Fe和杂质构成；分别从板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％；将板宽记为W时，分别距板宽方向的两端部1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。

Description

无取向性电磁钢板用钢板
技术领域
本发明涉及无取向性电磁钢板用钢板。
本申请基于2020年2月20日在日本申请的特愿2020－027002号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
近年，电气设备尤其是以无取向性电磁钢板作为其铁芯材料而使用的电机、旋转机、中小型变压器、电气组件等领域中，在以世界性的电力及能源节减、CO2削减等为代表的地球环境保护运动中，高效率化、小型化的需要愈发强烈。在这样的社会环境下，提高无取向性电磁钢板其性能自然是十分紧迫的问题。
为提高电机的特性，无取向性电磁钢板需要提高铁损或磁通密度等磁特性。为使磁特性提高，除钢成分以外，还对钢板中的晶粒径及结晶取向等金属组织的控制，以及析出物的控制等进行了各种研究。
例如，在专利文献1中，公开有以质量％计含有0.10％～0.30％的P，且磁通密度B50在1.70T以上的无取向性电磁钢板。
另外，例如，在专利文献2～4中，公开有：通过使P在冷轧前的钢板的晶界偏析，控制冷轧及重结晶退火后的结晶取向而改善磁特性的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利2002－371340号公报
专利文献2：日本专利2012－036454号公报
专利文献3：日本专利2005－200756号公报
专利文献4：日本专利2016－211016号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，专利文献1～4记载的技术中，偏析元素的添加导致韧性显著劣化，从而在在酸洗工序的通板时断裂这点，也是一个问题。即，无法兼顾无取向性电磁钢板用钢板的韧性提高以及无取向性电磁钢板的低铁损和高磁通密度。
本发明鉴于以上问题而作，以提供兼顾热轧板韧性和冷轧和退火后的磁特性的无取向性电磁钢板用钢板为目的。
用于解决技术问题的技术手段
本发明人们针对在无取向性电磁钢板中使热轧板韧性、冷轧及退火后的磁特性兼顾的方法进行了深入研究。其结果，发现了在特定的范围内控制热轧板退火时的均热温度和时间，且通过在宽度方向上使冷却速度变化从而实现优秀的热轧板韧性及磁特性的优秀材料。即，发现了对热轧板退火后的热轧卷进行退火，通过在该热轧卷的输送中保温从而能够兼顾热轧板韧性、冷轧及退火后的磁特性。在本发明中，热轧板韧性是指：热轧板退火工序或保温工序后经过冷却工序的酸洗工序前的无取向性电磁钢板用钢板的韧性。
基于所述见解而做出的本发明要点如下。
[1]一种无取向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计含有：
C：0.0040％以下、
Si：1.9％以上3.5％以下、
Al：0.10％以上3.0％以下、
Mn：0.10％以上2.0％以下、
P：0.09％以下、
S：0.005％以下、
N：0.0040％以下、
B：0.0060％以下,
且剩余部分由Fe和杂质构成；
分别从板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置上的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％；
将板宽记为W时，距板宽方向的两端部分别1/4W的位置上的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。
[2]如[1]所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计还含有：
Sn：0.01％以上0.50％以下、
Sb：0.01％以上0.50％以下、
Cu：0.01％以上0.50％以下
的1种或2种以上。
[3]如[1]或[2]所述的无取向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计还含有：
从REM中选择的1种或2种以上：0.00050％以上0.040％以下、
Ca：0.00050％以上0.040％以下、
Mg：0.00050％以上0.040％以下
的1种或2种以上。
发明效果
根据本发明，能够提供兼顾热轧板韧性和冷轧及退火后的磁特性的无取向性电磁钢板用钢板。
附图说明
图1(A)是用于说明本实施方式的无取向性电磁钢板用钢板的金属组织的示意图，(B)是用于说明比较材料的金属组织的示意图。
图2是示出实施例的夏比试验结果的图表。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方式进行详细说明。但本发明并不局限于本实施方式所公开的构成，在不脱离本发明主旨的范围内能够有多种变更。在以下的说明中，虽有例示出具体的数值或材料的情况，但只要能够获得本发明的效果，便也可以使用其他的数值或材料。另外，以下的实施方式的各构成要素能够相互组合。
＜无取向性电磁钢板用钢板＞
[化学成分]
首先，对本实施方式的无取向性电磁钢板用钢板(以下也将无取向性电磁钢板用钢板仅称为钢板。)的化学成分进行说明。需要说明的是，以下未做特殊说明的情况下，“％”的标记表示“质量％”。另外，下述的数值限定范围中下限值及上限值包含于其范围内。以“超过”或“不足”来表示的数值，其值不包含于数值范围内。
(C：0.0040％以下)
C使最终制品的无取向性电磁钢板的铁损增大，另外还是磁时效的原因。本实施方式的钢板的C含量在0.0040％以下。C含量优选为0.0030％以下，更优选为0.0020％以下。C含量的下限虽然包含0％，但生产技术上使C含量为0％很困难，实际上以0.0001％为实质的下限。
(Si：1.9％以上3.5％以下)
Si通过使无取向性电磁钢板的电阻增大而减少涡流损耗，从而具有降低铁损的效果。另外，Si通过使屈服比增大，从而也具有使冲裁为铁芯的加工精度提高的效果。钢板的Si含量在1.9％以上，即可获得所述效果。钢板的Si含量优选为2.0％以上，更优选为2.1％以上。另一方面，若Si含量过剩，则无取向性电磁钢板的磁通密度会降低，且在无取向性电磁钢板的制造工序其本身之中，屈服比的增大会带来冷轧等的作业性降低、成本高，因此Si含量在3.5％以下。钢板的Si含量优选为3.0％以下，更优选为2.5％以下。
(Al：0.10％以上3.0％以下)
Al与Si相同地，具有通过使无取向性电磁钢板的电阻增大来降低涡流损耗，从而降低铁损的作用，但与Si相比较屈服强度的提升较小。Al含量在0.10％以上，即可降低铁损，提高屈服强度，增大屈服比，并提高冲裁为铁芯的加工性。钢板的Al含量优选为0.20％以上。另一方面，钢板的Al含量若过剩，则饱和磁通密度降低，从而招致磁通密度的降低。进而，钢板的Al含量若过剩，则屈服比会减少，无取向性电磁钢板的冲裁精度降低。因此，钢板的Al含量在3.0％以下。钢板的Al含量优选为2.5％以下。需要说明的是，Al含量也可以在0.1％以上，也可以在0.2％以上。
(Mn：0.10％以上2.0％以下)
Mn在使电阻增大而降低涡流损耗的同时，还具有改善一次重结晶织构，使对于轧制方向磁特性的提高理想的{110}＜001＞结晶取向发育的效果。进而，Mn抑制对晶粒成长有害的MnS等微细硫化物的析出。为了这些目的，钢板的Mn含量在0.10％以上。钢板的Mn含量优选为0.20％以上。另一方面，若Mn含量过剩，则退火时的晶粒成长性其本身会降低，从而铁损会增大。因此，钢板的Mn含量在2.0％以下。钢板的Mn含量优选为1.5％以下。需要说明的是，Mn含量也可以在0.1％以上，也可以在0.2％以上。
(P：0.09％以下)
P具有提高无取向性电磁钢板的冲裁精度的效果，但P含量增加会变得非常脆。Si≧2％的钢板中，这种倾向显著。因此，钢板的P含量在0.09％以下。钢板的P含量优选为0.05％以下。需要说明的是，P含量的下限虽不做特殊限定，但从降低P而导致磁通密度劣化的观点来看，优选为0.005％以上。
(S：0.005％以下)
S作为MnS等硫化物而微细析出，阻碍精加工退火时等的重结晶及晶粒成长。因此，钢板的S含量在0.005％以下。钢板的S含量优选为0.004％以下。需要说明的是，S含量的下限虽不做特殊限定，但从脱硫带来的成本增加的观点来看，优选为0.0005％以上。
(N：0.0040％以下)
N通过热轧板退火或精加工退火时生成的AlN等氮化物的微细析出，从而降低热轧板的表面侧生成的内部酸化层的覆盖率，进而阻碍精加工退火时等的重结晶及晶粒成长。因此，钢板的N含量在0.0040％以下。钢板的N含量优选为0.0030％以下。需要说明但是，N含量的下限虽不做特殊限定，但从用于使N降低的成本增加的观点出发，优选为0.0005％以上。
(B：0.0060％以下)
B通过BN等氮化物的微细析出，从而阻碍精加工退火时等的重结晶和晶粒成长。因此，钢板的B含量在0.0060％以下。钢板的B含量优选为0.0040％以下。需要说明的是，B含量的下限虽不做特殊限定，但从用于使B降低的成本增加观点来看，优选为0.0001％以上。
本实施方式的钢板，以质量％计进一步含有Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、Cu：0.01％以上0.50％以下的1种或2种以上为优选。以下对各元素的含量进行说明。需要说明的是，Sn、Sb和Cu在钢板并非必要，故其含量的下限为0％。另外，即使这些元素作为杂质而被含有，也不会影响所述效果。
Sn、Sb及Cu具有以下效果：改善母材钢板的一次重结晶织构，使该织构通过对于提高轧制方向磁特性理想的{110}＜001＞织构而进一步发育，且进一步抑制磁特性所不理想的{111}＜112＞织构等。另一方面，即使增加Sn含量、Sb含量或Cu含量所述效果也已饱和，反而还会使钢板的韧性降低。因此，母材钢板优选为含有：Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、Cu：0.01％以上0.50％以下的1种或2种以上。
本实施方式的钢板，以质量％计，优选为进一步含有：从REM中选择的1种或2种以上：0.00050％以上0.040％以下，Ca：0.00050％以上0.040％以下、Mg：0.00050％以上0.040％以下的1种或2种以上。从REM中选择的1种或2种以上、Ca和Mg的1种或2种以上的含量若在0.00050％以上，则可以进一步促进晶粒成长。从REM中选择的1种或2种以上、Ca和Mg的1种或2种以上的含量优选为0.0010％以上，进一步优选为0.0050％以上。另一方面，从REM中选择的1种或2种以上、Ca和Mg的1种或2种以上的含量若在0.0400％以下，则进一步抑制无取向性电磁钢板的磁特性的降低。从REM中选择的1种或2种以上、Ca和Mg的1种或2种以上的含量优选为0.0300％以下以下，进一步优选为0.0200％以下。需要说明的是，REM、Ca和Mg在钢板中非必须，因此其含量的下限值为0％。需要说明的是，REM是稀土金属(RareEarth Metal)的简称，是指属于Sc、Y和镧系的元素。镧系元素的情况下，工业上以铈镧合金的形式添加。
所述的钢成分通过钢的一般分析方法测定即可。例如，钢成分使用ICP－AES(电感偶合等离子体原子发射光谱法Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry)测定即可。需要说明的是，C和S使用燃烧-红外线吸收法、N使用惰性气体熔熔融-热导法、O使用惰性气体熔融-非分散型红外线吸收法测定即可。
[金属组织]
而后，参照图1，说明本实施方式的钢板的金属组织。图1的(A)是用于说明本实施方式的钢板的金属组织的示意图。图1的(B)是用于说明比较材料的金属组织的示意图。图1的(A)所示的钢板和图1的(B)所示的钢板具有相同的同样的化学组成，但图1的(A)所示的钢板与图1的(B)所示的钢板制造条件不同。
图1中，WS指热轧钢板上一边的宽度方向端部，C指热轧钢板上宽度方向的中央部，DS指热轧钢板上另一边宽度方向端部。另外，RD指轧制方向，ND指轧制面法线方向(板厚方向)。
本实施方式的钢板的金属组织，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置处的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％，以板宽为W时，分别距板宽方向的两端部1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。此处，W在800mm以上。因此，距板宽方向的端部1/4W的位置比从板宽棒钢的两端部向板宽中央方向10mm的位置更加位于板宽中央侧。在此，板厚方向截面代表与钢板的板厚方向和长度方向(或轧制方向)平行的截面。
本实施方式的钢板如图1的(A)所示，其正反面(ND方向端部)重结晶而得以确认晶粒，板厚方向中央向轧制方向延伸，而得以确认板厚方向上呈层状的加工组织。另一方面，图1的(B)所示的现有的钢板的情况下，在板厚方向中央，无法确认轧制方向上呈层状的加工组织。如此，重结晶组织是指纵横比在2.5以下的组织，加工组织是指纵横比超过2.5的组织。需要说明的是，纵横比是使用SEM(扫描电子显微镜Scanning Electron Microscope)测定长轴的长度和短轴的长度从而算出的。
一般来说，若钢板的重结晶率小，最终制品的无取向性电磁钢板的铁损就会变大，磁通密度降低。本实施方式的钢板中，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％，分别从板宽方向的两端部到向板宽中央方向10mm的各位置为止的部分的重结晶率更小，是可能构成铁损增大的原因的部分。然而，使用本实施方式的钢板制造无取向性电磁钢板的情况下，该部分最终会被切掉，该部分以外的剩余部分成为最终制品的无取向性电磁钢板。由此，即使分别从本实施方式的板宽方向的两端部到向板宽中央方向10mm的各位置为止的部分的重结晶率不足50％，该部分也不会使无取向性电磁钢板的磁特性降低。另一方面，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置处的板厚方向截面组织的重结晶率若在50％以上，则韧性会降低，且无法承受后续工序的酸洗工序中通过矫平机等的弯曲处理而被施加的应力，从而发生断裂等，无法稳定通板。分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率优选为45％以下，更优选为40％以下。
另一方面，距板宽方向的两端部分别1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率若在50％以上，则制品板中使磁特性劣化的结晶取向{111}强度会减少。其结果，铁损降低，从而获得高磁通密度。距板宽方向的两端部分别1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率优选为55％以上，更优选为60％以上。
本发明的重结晶率是指相对于钢板的板厚方向截面的面积的、除去加工组织后的部分的面积。可以使用光学显微镜观察冷轧前(酸洗前)的钢板的截面而算出重结晶率。具体来说，用硝酸乙醇腐蚀液研磨分别从冷轧前钢板的板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置上的板厚方向截面，使用光学显微镜获取研磨后的截面照片。在组织照片的板厚方向和轧制方向上以200μm间距划数条直线，相对于板厚方向的直线与轧制方向的直线的交点的总数，将位于重结晶相的该交点的比例作为重结晶率。
如上所述，根据本发明的钢板，能够提供兼具热轧板韧性提高、低铁损、高磁通密度的无取向性电磁钢板。本发明优选作为电气设备铁芯材料，尤其是旋转机、中小型变压器、电气组件等铁芯材料，且能够在不发生断裂的情况下稳定提供低铁损及高磁通密度的无取向性电磁钢板。因此，在作为铁芯材料而被使用的这些电气设备的领域，无取向性电磁钢板能够充分适应紧迫的大量生产化，工业价值极高。
＜无取向性电磁钢板用钢板的制造方法＞
接下来，对本实施方式的无取向性电磁钢板用钢板的制造方法(以下也将无取向性电磁钢板用钢板的制造方法仅称为钢板的制造方法)进行说明。本实施方式的钢板的制造方法具有以下工序：热轧具有所述化学组成的钢坯的热轧工序、退火热轧工序后的钢板的热轧板退火工序和冷却工序、或以保温工序代替热轧板退火工序。本实施方式的钢板的制造方法中，钢板会成为所述的金属组织，因此冷却工序尤为重要。以下，对本实施方式的钢板的制造方法具有热轧退火工序和冷却工序的情况(第1制造方法)，以及本实施方式的钢板的制造方法具有保温工序和冷却工序的情况(第2制造方法)分别进行说明。
需要说明的是，以所述第1制造方法制造本实施方式的钢板的情况下，无取向性电磁钢板的制造方法具有以下工序：热轧具有所述化学组成的钢坯的热轧工序、退火热轧工序后的钢板的热轧板退火工序、冷却工序、酸洗工序、冷轧工序、精加工退火工序和绝缘被膜形成工序。另外，以所述第2制造方法制造本实施方式的钢板的情况下，无取向性电磁钢板的制造方法具有以下工序：热轧具有所述化学组成的钢坯的热轧工序、保温工序、冷却工序、酸洗工序、冷轧工序、精加工退火工序和绝缘被膜形成工序。
另外，在本实施方式中，无取向性电磁钢板用钢板是指：在热轧板退火工序或保温工序后经过冷却工序，且在酸洗工序前的钢板。需要说明的是，本发明的无取向性电磁钢板用钢板，例如，通过以下说明的第1制造方法获得的情况下，也可以将其称为“用于无取向性电磁钢板的热轧板退火板”。另外，通过以下说明的第2制造方法获得的情况下，也可将其称为“用于无取向性电磁钢板的热轧板”。
[第1制造方法]
(热轧工序)
在热轧工序中，热轧含有所述化学成分的钢坯制成热轧钢板。钢坯的加热温度在1080℃以上1200℃以下。钢坯的加热温度若在1200℃以下，则硫化物等的固溶或微细析出被抑制，从而抑制铁损的增大。钢坯的加热温度的上限优选为1180℃。另一方面，钢坯的加热温度若在1080℃以上，则能够获得高热加工性。钢坯的加热温度的下限优选为1100℃。
精加工温度在850℃以上1000℃以下。精加工温度若不足850℃，则热加工性降低，板宽方向的板厚精度降低。精加工温度的下限优选为860℃。另一方面，精加工温度若超过1000℃，则热轧后的钢板的重结晶率变高，韧性降低。精加工温度的上限优选为990℃。
(热轧板退火工序)
在热轧板退火工序中，对热轧工序后的钢板进行退火，卷取退火后的钢板制成钢卷。退火温度在900℃以上950℃以下，退火时间为30秒以上100秒以下。退火温度若不足900℃，则重结晶无法充分发生，使用重结晶不充分的钢板制造电磁钢板的情况下，{111}取向的晶粒发育而磁特性降低。退火温度的下限优选为910℃。另一方面，退火温度若超过950℃，则重结晶率会增大，从而无法充分获得后续工序的冷却工序中组织控制的效果。退火温度的上限优选为940℃。
退火氛围气不做特殊限制，实施一般的热轧板退火的氛围气即可。退火氛围气例如可以是惰性氛围气或氧化性氛围气，具体来说为：氮氛围气、氩氛围气、真空氛围气、大气氛围气、氧氛围气等。
(冷却工序)
在冷却工序中，将热轧板退火后的钢卷以0.5℃/分以上2.0℃/分以下的冷却速度冷却。具体来说，朝向将热轧板在高温下卷取而形成的钢卷的侧面(热轧板退火后的钢板的侧面层叠的面)，例如通过鼓风机吹15～20℃程度的空气，从侧面冷却该钢卷。
在冷却工序中，以分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度大于分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度的方式进行冷却。分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度优选为0.5℃/分以上2.0℃/分以下。分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度为0.5℃/分以上2.0℃/分以下的情况下，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度更优选为不足0.5℃/分，进一步优选为0.4℃/分以下。在本实施方式的冷却工序中，如上所述，对在高温下卷取热轧板所形成的钢卷的侧面，以鼓风机吹入空气冷却。因此，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度比分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度更快。不通过鼓风机吹风等操作控制冷却速度的情况下，难以实现本申请的冷却速度条件。
需要说明的是，上述板宽方向的各位置的冷却速度通过板宽方向的各位置的表面温度来测定。将以鼓风机向钢卷的侧面吹空气的时间作为冷却工序的冷却时间。
为降低重结晶率，优选冷却速度快，但冷却速度若超过2.0℃/分，则距板宽方向的两端部分别1/4W位置的板厚方向截面组织的重结晶率会降低，使用该钢板制造的无取向性电磁钢板的磁特性会降低。冷却速度的上限优选为1.8℃/分。另一方面，冷却速度若不足0.5℃/分，则冷却中P，Sn等元素会在晶界偏析，韧性劣化。冷却速度的下限优选为0.6℃/分。
例如在无取向性电磁钢板的制造方法中，也可以在将钢卷运送至冷轧钢板前的酸洗工序中使用的酸洗工具的运送中实施冷却工序。在此情况下，优选为：钢卷在其轴方向大致水平的状态下运送。通过钢卷在其轴方向大致水平的状态被运送，钢卷边缘两端冷却速度大致相同，从而获得几乎相同的金属组织。
根据第1制造方法，由于钢卷从其侧面被冷却，钢卷端部的冷却速度比宽度方向的中央部要大，钢卷的端部受到的热量变小。其结果，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％。另一方面，钢卷中央部的冷却速度小，且距板宽方向的两端部分别1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。以上为对第1制造方法的说明。
[第2制造方法]
继续说明第2制造方法。第2制造方法含有：热轧具有所述化学组成的钢坯的热轧工序和保温工序。第2制造方法的热轧工序与第1制造方法的热轧工序相同，故在此省略说明。以下对保温工序进行详细说明。
(保温工序)
保温工序是保持热轧工序后的高温状态的钢板的热的工序。保温工序中，利用该热而控制金属组织。在保温工序中，具体地，使卷取热轧钢板而形成的钢卷上覆盖维持该钢卷的热的保温罩，从而使钢卷保温。需要说明的是，卷取热轧工序后的钢板而制成钢卷的卷取方法与第1制造方法的热轧板退火工序的卷取方法相同，故在此省略说明。
保温时钢卷的温度——保温温度在600℃以上850℃以下。保温温度若超过850℃，则钢卷侧面的重结晶率会增大。保温温度的上限优选为840℃。另一方面，若保温温度不足600℃，则钢卷的宽度方向(板宽方向)的中央部重结晶不充分，铁损增大从而磁通密度降低。保温温度的下限优选为650℃以上，更优选为700℃以上。需要说明的是，以从上述保温罩覆盖于钢卷后到取下的时间为保温工序的保温时间。保温时间优选为1分～2小时。
需要说明的是，保温温度高的情况下，不必覆盖上述的保温罩而直接实施保温工序即可。在此情况下，保温工序是指：从卷取热轧钢板、形成钢卷的时间点开始，到钢卷的温度开始下降的时间点为止的时间。形成钢卷的时间点是指：从一个带状热轧钢板卷取为一个卷状钢卷结束的时间点。另外，钢卷的温度开始下降的时间点是指：钢卷的冷却速度变化的时间点，换言之即冷却速度曲线上的拐点。根据保温温度的不同，从卷完钢卷的时间点起预定的时间，存在钢卷的温度变化极小的情况，而一旦超过预定的时间钢卷的温度开始骤降。
用于钢板的制造的钢坯含有从Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、以及Cu：0.01％以上0.50％以下构成的组中选择的1种或2种以上的情况下，由于这些元素有利于低铁损、高磁通密度化，故可以减少保温温度，从而进一步提高钢板的韧性。因此，在含有从Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、以及Cu：0.01％以上0.50％以下构成的组中选择的1种或2种以上的情况下，通过使保温工序的温度在850℃以下，能够高度兼顾适宜的韧性、低铁损化和高磁通密度化。
当然，即使是在钢坯含有由Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、以及Cu：0.01％以上0.50％以下构成的组中选择的1种或2种以上的情况下，若升高热轧工序中的加热温度或精加工温度，则重结晶率会变高，虽磁特性得以提高，但韧性会降低。在此情况下，例如可以控制卷取温度而调整重结晶率。
需要说明的是，虽尚不明确通过钢坯含有从Sn：0.01％以上0.50％以下、Sb：0.01％以上0.50％以下、以及Cu：0.01％以上0.50％以下构成的组中选择的1种或2种以上，从而低铁损、高磁通密度化的机制，但认为是因为这些元素能够抑制对磁特性有恶劣影响的{111}取向晶粒的成长。
钢卷的温度保持在所述温度的时间——即保温时间，从重结晶的观点出发优选在1分以上。保温时间的下限，更优选为15分。另一方面，保温时间若超过2小时，则钢卷的侧面附近的重结晶率会增大，从而在无取向性电磁钢板的制造的酸洗工序或冷轧工序中产生或易产生断裂。因此，保温时间优选为2小时以下。保温时间更优选为1.5小时以下。
保温氛围气不做特殊限制，以实施一般的热轧板退火的氛围气进行即可。保温氛围气例如为惰性氛围气或氧化性氛围气，具体来说：氮氛围气、氩氛围气、真空氛围气、大气氛围气、氧氛围气等。
经过所述的保温工序有以下效果：元素偏析在晶界上，在冷轧和退火后出现在晶界的{111}取向晶粒的重结晶被抑制。因此，通过具有保温工序的第2制造方法制造的无取向性电磁钢板与通过具有退火工序的第1制造方法制造的无取向性电磁钢板相比，磁特性更优秀。
(冷却工序)
在冷却工序中，将经过保温工序的钢卷以0.5℃/分以上2.0℃/分以下的冷却速度冷却。具体来说，例如以鼓风机朝向经过保温工序的钢卷的侧面(保温工序后的钢板的侧面所层叠的面)吹15～20℃程度的空气，从侧面冷却该钢卷。
在冷却工序中，以分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度大于分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度的方式进行冷却。分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度优选为0.5℃/分以上2.0℃/分以下。分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度优选为0.5℃/分以上2.0℃/分以下的情况下，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度更优选为不足0.5℃/分，进一步优选为0.4℃/分以下。在本实施方式的冷却工序中，如上所述，对在高温下卷取热轧板所形成的钢卷的侧面，以鼓风机吹入空气冷却。因此，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的冷却速度比分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向1/4W的各位置的冷却速度更快。
需要说明的是，上述板宽方向的各位置的冷却速度测定了板宽方向的各位置的表面温度。将以鼓风机向钢卷的侧面吹空气的时间作为冷却工序的冷却时间。
为降低重结晶率，优选冷却速度快，但冷却速度若超过2.0℃/分，则距板宽方向的两端部分别1/4W位置的板厚方向截面组织的重结晶率会降低，使用该钢板制造的无取向性电磁钢板的磁特性会降低。冷却速度的上限优选为1.8℃/分。另一方面，冷却速度若不足0.5℃/分，则冷却中P、Sn等元素会在晶界偏析，韧性劣化。冷却速度的下限优选为0.6℃/分。
例如在无取向性电磁钢板的制造方法中，也可以在将钢卷运送至冷轧钢板前的酸洗工序中使用的酸洗工具的运送中实施冷却工序。在此情况下，优选为：钢卷在其轴方向大致水平的状态下运送。通过钢卷在其轴方向大致水平的状态被运送，钢卷边缘两端冷却速度大致相同，从而获得几乎相同的金属组织。
需要说明的是，冷却工序优选为取下上述的保温罩后即开始。或者，冷却工序更优选为：钢卷的温度开始下降的时间点为止的期间内开始。
根据第2制造方法，与第1制造方法相同地，由于钢卷从其侧面被冷却，因此钢卷的端部的冷却速度比宽度方向的中央部大，钢卷的端部受到的热量小。其结果，分别从板宽方向的两端部向板宽中央方向10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％。另一方面，钢卷中央部的冷却速度小，且距板宽方向的两端部分别1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。第2制造方法是能够省略热轧板退火工序的制造方法，因此是比第1制造方法更优选的钢板制造方法。以上为对第2制造方法的说明。
需要说明的是，在第1制造方法和第2制造方法的任一种之中，为将晶粒粒径控制在能够抑制铁损增大的程度，均可对热轧工序后的钢板实施高温精加工处理。高温精加工处理例如为使热轧板重结晶的处理。
实施例
后续，对本发明的实施例进行说明。本实施例的条件是为确认本发明的实施可能性和效果而采用的一个条件的示例，本发明并不局限于该示例。本发明在不脱离其主旨的前提下，只要能达成本发明的目的，便能够采用各种条件。
＜实施例1＞
铸造具有表1所示的化学成分的钢，以表2、3记载的条件热轧，制作板厚2.0mm、板宽1000mm的热轧板。其后，进行在表2记载的热轧板退火温度下的1秒～100秒的热处理(氛围气：氮100％)(热轧板退火工序)或表3所示的保温工序，以表2、3所示的冷却速度冷却，制造钢板。需要说明的是，REM的含量是从Sc、Y、以及稀土元素构成的组中选择的1种或2种以上的合计量。
冷却工序使用鼓风机进行。关于冷却速度，对于从板宽方向的两端部分别向板宽中央方向10mm的各位置处的冷却速度和从板宽方向的两端部分别向板宽中央方向W/4的各位置处的冷却速度，分别测定了表面温度。
表1
Figure BDA0003804183830000161
表2
Figure BDA0003804183830000171
表3
Figure BDA0003804183830000172
对在各条件下制造的钢板，测定分别从板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置的板厚方向截面组织的重结晶率和分别距板宽方向的两端部500mm的位置的板厚方向截面组织的重结晶率。重结晶率通过以下方法算出。首先，使用氧化铝研磨所述的各位置的板厚方向截面，在硝酸乙醇腐蚀液中蚀刻后，用光学显微镜获取蚀刻后的截面照片。进而，在组织照片上沿板厚方向和轧制方向以200μm间距划多条直线，相对板厚方向的直线与轧制方向的直线的交点的总数，将位于重结晶相的该交点的比例作为重结晶率。
另外，制造的钢板的韧性通过以下的方法评价。遵循JISZ2242：2018进行夏比冲击试验，确定断面的延性断裂率。在延性-脆性迁移温度(DBTT)为0℃以下的情况，评价结果为良好(A)，0℃以上的情况，评价结果为不良(B)。
另外，将制造的钢板在85℃的盐酸(7.5质量％)中浸泡30秒来酸洗。其后，在冷轧率75％下冷轧至0.3mm厚度，并在1050℃下施行30秒精加工退火。
分别从精加工退火的钢板上采取55mm见方的试样，遵循JISC2556：2015通过单张测试器(Single Sheet Tester(SST))测定W15/50(将钢板在50Hz下磁通密度1.5T磁化时的铁损)。
关于铁损W15/50，将不足2.60W/kg的示例判定为评价结果良好(A)，2.60W/kg以上的示例判定为评价结果不良(B)。
关于磁通密度，测定赋予5000A/m的磁化力时的磁通密度值B50(T)。将B50在1.60T以上的示例判定为评价结果良好(A)，不足1.60的示例判定为评价结果不良(B)。
将重结晶率、韧性、磁通密度在表4及表5中示出，夏比试验的结果在图2示出。
表4
Figure BDA0003804183830000191
表5
Figure BDA0003804183830000201
如表4及表5所示，以质量％计含有：C：0.0040％以下、Si：1.9％以上3.5％以下、Al：0.10％以上3.0％以下、Mn：0.10％以上2.0％以下、P：0.09％以下、S：0.005％以下、N：0.0040％以下、B：0.0060％以下，剩余部分由Fe和杂质构成，分别从板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置的板厚方向截面的组织的重结晶率不足50％，以板宽为W时，分别距板宽方向的两端部1/4W的位置的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上的钢板，热轧板韧性良好，且冷轧和退火后的磁特性良好。需要说明的是，D31～D34的钢板热轧板韧性良好，且冷轧和退火后的磁特性良好，但其一部分未被施行所期望的热轧。这被认为是因为热轧过程的条件不优选。
另外，从图2可知，本发明例中，0℃下延性断裂率也高，而另一方面在比较例中，延性断裂率开始变高的温度超过0℃。本发明例中热轧板韧性良好。
工业可利用性
根据本发明，能够提供兼顾热轧板韧性、冷轧和退火后的磁特性的无取向性电磁钢板用钢板，因此在产业上极具价值。

Claims (3)

1.一种无取向性电磁钢板用钢板，其特征在于，以质量％计含有：
C：0.0040％以下、
Si：1.9％以上3.5％以下、
Al：0.10％以上3.0％以下、
Mn：0.10％以上2.0％以下、
P：0.09％以下、
S：0.005％以下、
N：0.0040％以下、
B：0.0060％以下；
剩余部分由Fe和杂质构成；
分别从板宽方向的两端部向板宽中央10mm的各位置上的板厚方向截面组织的重结晶率不足50％；
将板宽记为W时，距板宽方向的两端部分别W/4的位置上的板厚方向截面组织的重结晶率在50％以上。
2.如权利要求1所述的无取向性电磁钢板用钢板，其特征在于，以质量％计还含有：
Sn：0.01％以上0.50％以下、
Sb：0.01％以上0.50％以下、
Cu：0.01％以上0.50％以下的1种或2种以上。
3.如权利要求1或2述的无取向性电磁钢板用钢板，其特征在于，以质量％计还含有：
从REM中选择的1种或2种以上：0.00050％以上0.040％以下、
Ca：0.00050％以上0.040％以下、
Mg：0.00050％以上0.040％以下的1种或2种以上。
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